bài giảng và bào tập hóa lý đại học bách khoa đà nẵng

BI TP IN HểA-N MềN Cõu 1: Cú mt chic pin nh sau: Pt , H ( PH = 1) ddHCl KCl bh Hg Cl , Hg 1/ Vit cỏc phn ng xy pin (gm phn ng trờn cỏc cc v phn ng tng quỏt) 2/ Xỏc ủnh pH Cho bit sc ủin ủng ca pin 180C bng 0.332 V v nhit ủ ny th ca ủin cc calomel bóo hũa bng 0.250 V (R = 8.314 J/K.mol; F = 96500 C) Cõu 2: Trong s cỏc kim loi sau ủõy, kim loi no b n mũn khụng khớ m cú pH=7 v nhit ủ 250C : Fe, Cu, Pb, Ag? Cho bit th ủin cc chun ca kim loi tng ng bng - 0.44; + 0.34; - 0.126; + 0.799 V Cho bit ỏp sut riờng phn ca oxy khụng khớ m bng 0.21 atm v EO0 / H O = +1.23V kim loi b n mũn, nng ủ ca nú khụng nh hn 10-6 mol/l Tớnh tc ủ n mũn ca km nc bin 250C Cho bit th n Cõu 3: mũn bng -0.85 V, nng ủ Zn2+ bng 10-6mol/l, th ủin cc chun ca km bng -0.76 V, h s Tafel bng 0.045 V v io,Zn = 10-2A/cm2 Cõu 4: Hai tm st v thic tip xỳc trc tip vi dung dch cú pH = 4, v ủó ủui ht oxy hũa tan (PH2 = 1atm) St v thic cú b n mũn dung dch ny khụng? Tớnh sc ủin ủng ca pin? Chp nhn rng nng ủ ion ti thiu ủ gõy n mũn l 10-6mol/l Cho bit th chun ca st v thic l - 0.44 v - 0.14 V Trng hp cú s hũa tan oxy vo dung dch (PO2 = 0.21 atm) thỡ sc ủin ủng ca pin n mũn bng bao nhiờu? Bit rng EO0 / H O = +1.23V Cõu 5: Thit lp pin ri tớnh sc ủin ủng ca nú ( 250C), vit phn ng xy pin v phn ng tng quỏt t cỏc ủin cc sau: 2 2 Ag , AgBr Br (C Br = 0.34) E = +0.07V Fe 3+ (C Fe 3+ = 0.1), Fe 2+ (C Fe + = 0.02) Pt E = +0.77V Cõu 6: Da vo s ủo n mũn st mụi trng cú pH = 250C, khụng cú s hũa tan oxy song li bóo hũa khớ hydrụ, ta thy th n mũn bng 0.398 V 1/ Hay tớnh tc ủ hũa tan st 2/ Tớnh mt ủ dũng trao ủi ủi vi phn ng thoỏt hydrụ trờn st Cho bit th ủin cc chun ca st bng -0.44 V; nng ủ Fe2+ bng 0.02 mol/l; mt ủ dũng trao ủi ca st bng 9.10-7 A/cm2; R = 8.314 J/K.mol; F = 96500 C; h s chuyn ủin tớch = 0.5 Cõu 7: Tớnh tc ủ n mũn ủi vi phn ng xy gia mt kim loi v mt cht kh cc bit rng hiu gia hai ủin th Nernst tng ng bng 0.45 V, h s Tafel bc = ba = 0.1V ; mt ủ dũng trao ủi ca quỏ trỡnh ant v catt bng v bng 10-1 A/m2 Cõu 8: Khi tin hnh ủo tc ủ n mũn ca thộp CT3 nc bin bng phng phỏp ngoi suy Tafel ngi ta thu ủc phng trỡnh biu din ủon thng trờn nhỏnh ant cú dng nh sau: Eanode = -0.4183 + 0.050logi (Eanode : Volt; i : mA/cm2) Hóy xỏc ủnh: 1/ H s chuyn ủin tớch thc nghim ca quỏ trỡnh ant (thc nghim) 2/ in th ủin cc cõn bng ca quỏ trỡnh ant ( E Fecb / Fe ) Bit quỏ trỡnh ủo ngi ta s dng ủin cc so sỏnh calomel bóo hũa Vi Ecalomel = +0.24V ;i 0, Fe = 10 mA / cm Cõu 9: Cú mt chic pin nh sau: Pt , H ( PH = 1) ddHCl (a = 0.15) KCl bh AgCl , Ag 2+ 1/ Vit cỏc phn ng xy trờn cỏc ủin cc v phn ng tng quỏt 2/ Xỏc ủnh sc ủin ủng ca pin 250C Cho bit th ủin cc chun ca bc-bc clorua bng 0.222 V Cõu 10: Mt tm st cú tng din tớch 1000 cm2 ủc nhỳng vo dung dch mui km, ủúng vai trũ l catt ca bỡnh ủin phõn (ant ca bỡnh ủin phõn l mt ủin cc tr) Xỏc ủnh b by ca lp km bỏm vo catt sau 25 phỳt bit mt ủ dũng trung bỡnh bng 2.5 A/dm2 T trng ca km l 7.15 g/cm3, trng lng nguyờn t ca km l 65 1/ Da vo tiờu nhit ủng lc no ủ tiờn ủoỏn kh nng b n Cõu 11: mũn hay bn vng ca vt liu bng kim loi tip xỳc vi dung dch? Vit phng trỡnh phn ng cho phộp tiờn ủoỏn mt kim loi cú b n mũn tip xỳc vi dung dch cỏc trng hp sau: a/ H+ tham gia phn ng catt b/ Oxi tham gia phn ng catt 2/ Cho bit ti pH = st cú b n mũn khụng (xột c hai trng hp trờn)? Chp nhn ủiu kin n mũn PH2=1atm, PO2 = 0.21atm, th tiờu chun ca st bng - 0.44 V, EO0 / H O = +1.23V , v nng ủ ca Fe2+ bng 10-6 mol/l 3/ Tớnh sc ủin ủng ca pin n mũn c hai trng hp trờn Cõu 12: Vit cỏc phn ng xy cho mt tm st vo dung dch H2SO4 0.1M Xỏc ủnh tc ủ n mũn st dung dch trờn, tớnh theo cỏc ủn v sau: g/cm2.s; m/s; v mm/nm Cho bit mt ủ dũng n mũn bng 7.94ì10-4A/cm2, lng riờng ca st l 7.8g/cm3, trng lng nguyờn t ca st bng 56 Cõu 13: 1/ Da vo nhng tiờu nhit ủng lc hc no ủ tiờn ủoỏn kh nng n mũn hay bn vng ca vt liu bng kim loi tip xỳc vi dung dch? Hóy vit nhng phng trỡnh cho phộp tiờn ủoỏn mt kim loi cú th b n mũn tip xỳc vi dung dch cỏc trng hp sau: a/ H+ tham gia phn ng catt b/ Oxi tham gia phn ng catt 2 2/ Da vo cỏc tiờu nhit ủng trờn hóy cho bit kh nng n mũn ca thit (th tiờu chun bng -0.136) dung dch nc cú pH = v cú s hũa tan oxy PO2 = 0.21 atm, chp nhn th chun ca oxy bng +0.41V v nng ủ Sn2+ bng 10-6 mol/l Tớnh cng ủ dũng n mũn (Icorr) v ủin th n mũn (Ecorr) ca Cõu 14: mt tm km din tớch cm2 tip xỳc vi mt tm st cú din tớch 100 cm2, mụi trng nc 25oC Cho bit mt ủ dũng trao ủi bng v bng 10-6 A/cm2, nng ủ cỏc ion bng 10-6 mol/l v cỏc th chun ca km v st tng ng bng -0.76 V v -0.44 V Cõu 15: Khi nhỳng mt kim loi vo dung dch cú pH = 5.5, ủin th b mt ca kim loi ủo ủc l -0.3 Volt (SHE) Thanh kim loi cú b n mũn dung dch trờn hay khụng? Khi cỏc trng hp sau ủõy xy ra: 1/ Dung dch ủó ủui ht khớ hũa tan (cho PH2 = 1atm) 2/ Dung dch khụng ủui khớ (cho PO2 = 0.21atm; EO0 / H O = +1.23V ) 3/ Tớnh sc ủin ủng ca pin n mũn Cú mt chic pin ủc vit sau: Sn Sn 2+ (a = 0.35) Pb 2+ (a = 0,001) Pb Cõu 16: 2 E(volt) 1/ Xỏc ủnh du ca cỏc ủin cc v vit cỏc phn ng xy trờn cỏc ủin cc v phn ng tng quỏt 2/ Xỏc ủnh sc ủin ủng ca pin 250C Cho bit th ủin cc chun ca thic v chỡ l -0,14V v -0,1265V Cõu 17: S dng gin ủ ủng cong phõn cc di ủõy Hóy cho bit: 1/ í ngha ca cỏc ủim A, B, C, D 2/ So sỏnh tc ủ n mũn ca kim loi M dung dch axit cú mt ca cht oxy hoỏ trờn 3/ Xỏc ủnh gn ủỳng ủin th n mũn v tc ủ n mũn ca h F e3 +->F e2 + H +- >H su m ( ic ) M - >M + su m ( ia ) - - - - -1 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 lo g i ( m A /c m ) E(volt) Cõu 18: S dng gin ủ ủng cong phõn cc di ủõy Hóy cho bit: 1/ í ngha ca cỏc ủim A, B, C 2/ Nhn xột s nh hng ca cht oxy hoỏ ủn tc ủ n mũn ca Fe 3/ Xỏc ủnh gn ủỳng icorr,Fe dung dch axit khụng cú cht oxy hoỏ Fe3+ >Fe2+ 0.6 H+ >H2 0.5 sum(ic) 0.4 Fe >Fe2+ 0.3 0.2 0.1 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 logi (A/cm2) -0.5 -8 -7.5 -7 -6.5 -6 -5.5 -5 -4.5 -4 E(volt) Cõu 19: S dng gin ủ ủng cong phõn cc di ủõy Hóy cho bit: 1/ í ngha ca dim A, B, C, D 2/ Xỏc ủnh gn ủỳng tc ủ n mũn ca kim loi M ghộp ủụi vi kim loi N H+->H2(M) -0.1 H+->H2(N) -0.2 sum(ic) N->N+ -0.3 M->M+ -0.4 sum(ia) -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 -1 logi (mA/cm2) -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 Cõu 20: Da trờn gin ủ E-pH ca h Fe-H2O 250C v 1atm cho di ủõy: 1/ Hóy thit lp phng trỡnh ủng (ch mi quan hờ gi E-pH) ca phn ng: Fe + H O Fe (OH ) + H + + 2e Cho: C Fe 2+ = C Fe 3+ = C HFeO = 10 mol / l ; C Fe 2+ ì (COH ) = 1.9 ì 10 15 ; E Fe0 2+ / Fe = 0.44V E(V) 2/ í ngha ca gin ủ trờn G i a ớn õ ọ E -p H c u ớa h ó ỷ F e -H O 2 F e3 + b F e(O H )3 F e2 + a -0 F e(O H )2 Fe -1 10 H F eO - -1 10 12 14 pH Cõu 21: Da vo cỏc ủ th di ủõy hóy cho bit: 1/ í ngha cỏc ủim A, B, C, D, E v X 2/ So sỏnh s nh hng ca cht oxi húa ủc thờm vo 3/ Cú nhn xột gỡ s dng cht oxy húa ủ kim loi vo trng thỏi th ủng E (V) E D C X B A logi Cõu 22: Cho hai hp kim A v B (cú kh nng th ủng) cú cỏc thụng s ủin húa bng sau: Hp kim A Hp kim B Ecorr(V) icorr(A/m2 ) -0.40 10-6 -0.20 10-6.4 a Epass(V) +0.25 +0.25 0.0 +0.3 ipass(A/m2 ) 10-5 10-6 Equỏ th ủng(V) +0.7 +1.2 1/ V ủng cong phõn cc ca quỏ trỡnh n mũn ca hai hp kim trờn 2/ Hp kim no s d dng ủc bo v bng phng phỏp bo v ant hn? Ti sao? Cõu 23: Hóy trỡnh by c ch hỡnh thnh mng oxyt nhụm (Al2O3) bng phng phỏp anụt hoỏ; v c ch nhum mu mng nhụm Mun tng chiu dy ca mng oxyt nhụm cn phi thay ủi cỏc thụng s k thut no? Ti sao? Cõu 24: 1/ Hóy v ủng cong phõn cc ủi vi phn ng n mũn kim loi Fe dung dch axit v tớnh ủin th n mũn (Ecorr) v tc ủ n mũn (icorr) t ủ th ủó v cb Phn ng: Fe = Fe2+ + 2e; E Fe = 0.45V ; i0, Fe / Fe = 10 A / cm ; a = 0.25V / Fe 2+ + 2H + 2e = H2; E cb H + / H2 2+ = 0.12V ; i0, H + / H = 10 A / cm ; c = 0.25V 2/ S dng ủ th trờn cho bit tc ủ n mũn ca kim loi Fe s thay ủi nh th no khi: a/ Tng nng ủ ca ion H+ b/ Lm gim phn ng ho tan ant Cõu 25: bo v mt cụng trỡnh bng thộp ủt di bin, ngi ta cú th s dng phng phỏp bo v bng protector (anod hi sinh) Nhng kim loi no sau ủõy cú th ủc dựng lm protector tt nht: Al; Zn; Cd; Ni ? Ti ? Hóy gii thớch ủi vi cỏc kim loi cũn li Cho bit ủin th ủin cc chun ca cỏc kim loi trờn mụi trng nc l: 0 E Fe = 0.440V / SHE; E Al = 1.660V / SHE; E Zn = 0.763V / SHE; 2+ 3+ 2+ / Fe / Al / Zn ECd = 0.402V / SHE; E Ni0 + / Ni = 0.230V / SHE 2+ / Cd Cõu 26: Da vo cỏc d kin sau ủ v ủ th E-logi ca phn ng n mũn st dung dch bo ho hydro v khụng cha oxy, vi pH=3 * i vi quỏ trỡnh ant: Fe = Fe2+ + 2e Nng ủ ca ion Fe2+ dung dch: CFe2+=2ì ì10-6 mol/l Mt ủ dũng trao ủi ca Fe dung dch trờn: io,Fe=10-8 A/cm2 in th ủin cc chun ca Fe: E Fe = 0.44V / Fe + * i vi quỏ trỡnh catt: 2H +2e = H2 Mt ủ dũng trao ủi ca ion H+ dung dch trờn: io,H2(Fe)=10-7 A/cm2 Cho bit hng s Tafel tt c cỏc trng hp bng 0.25V 1/ Hóy xỏc ủnh ủin th n mũn (Ecorr) v tc ủ n mũn (icorr) ca st 2+ 2/ Mt ủ dũng bo v catt phi bng bao nhiờu ủ tc ủ n mũn ca st bng Rỳt kt lun gỡ cho trng hp ny? Cõu 27: Hóy trỡnh by c ch hỡnh thnh mng pht phỏt trờn kim loi ủen bng phng phỏp húa hc; Chiu dy v cu trỳc ca mng ph thuc vo nhng thụng s k thut no? Cõu 28: 1/ Hóy s dng cỏc d kin di ủõy ủ ve ủng cong phõn cc ủi vi phn ng n mũn kim loi Zn dung dch axit loóng vi pH=5; tớnh ủin th n mũn (Ecorr) v tc ủ n mũn (icorr) ca km (b qua cỏc phn ng kh phõn cc khỏc) Phn ng: Zn=Zn2++2e = 0.76V ; i0, Zn / Zn = 10 A / cm ; a = 0.25V ; C Zn = 10 mol / l E Zn / Zn 2+ 2+ 2+ + 2H + 2e = H2 i0, H ( Zn ) = 10 A / cm ; c = 0.25V 2/ S dng ủ th trờn cho bit tc ủ n mũn ca kim loi Zn s thay ủi nh th no khi: a/ Tng nng ủ ca ion H+ b/ Gim h s Tafel ca phn ng catt Cõu 29: 1/ Hóy vit cỏc phn ng ca quỏ trỡnh n mũn thộp nc sch o 25 C V minh ho cỏc phn ng ủú lờn ủ th E-logi 2/ Da trờn c ch cỏc phn ng trờn (hoc trờn ủ th ủó v) hóy xỏc ủnh tc ủ n mũn ca thộp ủú Cho bit mng sn phm hỡnh thnh Fe(OH)2 cú chiu dy 0.05 cm; nng ủ oxy hũa tan nc l 0.25ì10-3mol/l; H s khuych tỏn ca oxy nc l 2ì10-5cm2/s Cõu 30: 1/ Hóy s dng cỏc d kin di ủõy ủ v ủng cong phõn cc ủi vi phn ng n mũn kim loi M dung dch axit; tớnh ủin th n mũn (Ecorr,M) v tc ủ n mũn (icorr,M) Phn ng: M = M+ + e; E Mcb / M = 0.7V ; i0, M = 10 A / cm ; a = 0.25V + 2H+ + 2e = H2; E Hcb + / H2 = +0.1V ; i0, H ( M ) = 10 A / cm ; c = 0.25V 2/ S dng ủ th trờn, nhng bit mt ủ dũng gii hn ca phn ng kh l 10-5 A/cm2 Hóy xỏc ủnh li ủin th n mũn (Ecorr,M) v tc ủ n mũn (icorr,M) Cõu 31: S ủ h thng bo v catod bng dũng ngoi cú th lp ủt nh sau (hỡnh 1a) v s ủ ủng cong phõn cc bo v kim loi mụi trng axit khụng cú oxy hũa tan (hỡnh 1b), v mụi trng trung tớnh hay kim cú oxy hũa tan (hỡnh 1c) phõn cc catt khong 120mV so vi ủin th n mũn 1/ Hóy cho bit tờn ủó ủc ủỏnh s hỡnh 1a 2/ Hóy xỏc ủnh tc ủ n mũn ca kim loi trc ủc bo v v tc ủ n mũn ca kim loi sau ủó ỏp ủt mt mt ủ dũng ủin bng ngun ngoi (iaủ) hai hỡnh 1b v 1c 3/ Hóy gii thớch ti mụi trng axit s dng phng phỏp bo v catod bng dũng ngoi l khụng thc t cũn mụi trng trung tớnh cú oxy hũa tan l rt kinh t V A E(V) 2+ Ecorr hỡnh 1a FeFe + 2e 120mV E(V) àA/cm 0,1 2+ Ecorr 100 FeFe + 2e hỡnh 1c 120mV + 2H +2eH2 iaủ hỡnh 1b 10 -6 10 -3 10 -2 A/cm2 Cõu 32: Da vo s ủo n mũn st mụi trng cú pH = 3, 250C khụng cú s hũa tan oxy song li bóo hũa khớ hydro, ta thy th n mũn bng -0.398 V, h s Tafel ủi vi quỏ trỡnh ant a= 0,04 V, ủi vi quỏ trỡnh catt c=-0,12V 1/ Hóy tớnh tc ủ hũa tan st 2/ Tớnh mt ủ dũng trao ủi ủi vi phn ng thoỏt hydrụ trờn st 3/ Tớnh mt ủ dũng bo v catt ủ cho tc ủ n mũn gim ti Cho bit th ủin cc chun ca st bng -0.44 V; hot ủ Fe2+ bng 0.02 mol/l; mt ủ dũng trao ủi ca st bng 9.10-7 A/cm2; Ch

ng 1: NGUYấN Lí I C A NHI T NG H C V P D NG NGUYấN Lí I VO HO H C 1.1 PHNG TRèNH TRNG THI CA KH Cỏc tr ng thỏi khỏc c a ch t: - Tr ng r n: h nhit ủ ca mt vt ti nhit ủ thp, thỡ núi chung, cỏc ht cu to nờn vt ủú ủc xp ủt theo mt trt t hỡnh hc xỏc ủnh Tỏc dng khuy ủng ca nhit ủ b hn ch Mi ht ch cú th dao ủng xung quanh v tr c ủnh, lc liờn kt gi ton b cỏc ht mt cỏch tng ủi cng chc v h trng thỏi rn Khi nhỳng thộp vo dung dch phỏt s xy hai quỏ trỡnh sau: Quỏ trỡnh ant: Fe Fe 2+ Quỏ trỡnh catt: H + 2e H Ion H+ s phõn li ca H3PO4 t hay cỏc phn ng sau: + Me( H PO4 ) Me 2+ + H PO4 H PO4 H + + HPO42 HPO42 H + + PO43 Lp dung dch gn sỏt b mt mu thộp ủt ủn quỏ bo ho v kt tinh lờn b mt thộp to thnh lp ph pht phỏt theo phn ng: Fe + HPO = FeHPO 2+ 4 Mn 2+ + HPO42 = MnHPO4 Zn + + HPO42 = ZnHPO4 3Fe 2+ + PO 43 = Fe3 ( PO ) 3Mn 2+ + PO43 = Mn ( PO ) 3Zn 2+ + PO 43 = Zn3 ( PO ) Thi gian pht phỏt hoỏ khong 35-50 phỳt, nhit ủ dung dch trỡ khong 96-980C Thi gian, chiu dy, cu trỳc ca lp pht phỏt hoỏ ph thuc vo cỏc yu t sau: Kim loi Phng phỏp gia cụng b mt trc pht phỏt hoỏ Nhit ủ Tp cht cú dung dch (SO42-, Cl-) T s axit chung v axit t axit t ủc xỏc ủnh bng phộp chun ủ vi metyldacam C 10ml dung dch thỡ mt 3-4ml NaOH 0.1N axit chung ủc xỏc ủnh bng phộp chun ủ vi phenolphtalein C 10ml dung dch thỡ mt 28-30ml NaOH 0.1N Lng dung dch NaOH 0.1N chun ny ủc biu th bng ủim Vỡ vy, ch s axit chung 28-30 ủim v ch s axit t 3-4 ủim Thnh ph n v ch ủ Majef Nhit ủ Thi gian Axit chung/Axit t lm vi c: 32g/l 98-1000C 40-65 phỳt 7-8 I HC NNG TRNG I HC BCH KHOA KHOA:HểA K THUT CNG HềA X HI CH NGHA VIT NAM c lp T Hnh phỳc CNG CHI TIT HC PHN: HểA Lí I Tờn hc phn: - Tờn ting Vit: Húa lý I - Tờn ting Anh: Physical Chemistry I - Mó hc phn: S tớn ch: 3 Khoa/B mụn ph trỏch hc phn: Húa k thut Trng HBK - HN Trỡnh ủ: cho sinh viờn nm th iu kin ca hc phn: - Cỏc hc phn tiờn quyt: - Cỏc hc phn hc trc: C s lý thuyt húa hc - Cỏc hc phn song hnh: - Cỏc yờu cu khỏc ủi vi hc phn (nu cú) Phõn b thi gian ủi vi cỏc hot ủng: + Lý thuyt: 40 tit + Bi tp: tit + Thc hnh, thớ nghim: bi + Tho lun: tit + T hc, t nghiờn cu: 45 ủn 90 tit Mc tiờu ca hc phn 7.1 Mc tiờu chung: Húa lý I l mt hc phn gm phn nhit ủng hoỏ hc v ủin hoỏ hc Hc phn ny l c s lý thuyt quan trng nh: cụng nghip hoỏ hc, cụng nghip lc - húa du, cụng nghip ch bin thc phm, cụng nghip luyn kim, cụng nghip vt liu xõy dng, húa nụng, k thut nhit v nhiu lnh vc khoa hc v cụng ngh khỏc 7.2 Mc tiờu c th: Mc tiờu ca hc phn l trang b cho ngi hc: * Kin thc: trang b cho sinh viờn ngnh hoỏ, mụi trng nhng kin thc c bn v ng dng cỏc ủnh lut v nhit ủng hoỏ hc, ủin húa hc * K nng: gii quyt cỏc ủ hoỏ lớ, cỏc quỏ trỡnh hoỏ hc v ủin húa hc, ủng thi phõn tớch ủc cỏc tớnh cht ca pha trng thỏi cõn bng, nhm tiờn ủoỏn s din bin theo thi gian v kt qu ca cỏc quỏ trỡnh húa hc v ủin húa da trờn nhng hiu bit v mụ nh nhit ủ, ỏp sut, nng ủ, lng, th ủin cc, * Thỏi ủ: hp tỏc lm vic nhúm v ủc lp lm vic riờng r vic gii quyt cỏc bi toỏn húa hc cng nh cỏc ủ liờn quan ủn húa lý 7.3 Kt qu ủu (Chun ủu ra) Sau hc xong hc phn ny sinh viờn kh nng: - Hiu ủc cỏc khỏi nim c bn nhit ủng lc hc - Tớnh toỏn xỏc ủnh lng nhit trao ủi cỏc quỏ trỡnh cõn bng - Xỏc ủnh chiu hng xy cỏc quỏ trỡnh v cỏc phn ng húa hc - Xỏc ủnh cỏc hng s cõn bng v cỏc yu t nh hng ủn cõn bng - Hiu rừ bn cht cỏc phn ng xy trờn cỏc ranh gii pha - Tớnh toỏn v d ủoỏn kh nng n mũn ca kim loi cỏc mụi trng khỏc - Cú th thc hin mt s bin phỏp chng n mũn ca kim loi cỏc mụi trng khỏc Túm tt ni dung hc phn Gm hai phn chớnh: Phn 1: Nhit ủng húa hc gm nguyờn lý 1, nguyờn lý 2, nguyờn lý ca nhit ủng húa hc, cõn bng húa hc, cõn bng pha Phn 2: in húa v n mũn gm c s lý thuyt ca cỏc quỏ trỡnh ủin húa, nguyờn lý ca quỏ trỡnh n mũn ủin húa, cỏc phng phỏp bo v n mũn Nhim v ca sinh viờn: - n lp hc tp, lm bi (hoc vit tiu luõn) - Np bi (hoc tiu luõn) - Tham d kim tra gia hc k v thi kt thc hc phn 10 Ti liu hc tp: - Bi ging chớnh (nhng giỏo trỡnh, bi ging ny phi cú Trung tõm Hc liu v Trung tõm Thụng tin t liu HN ) Bi ging nhit ủng húa hc Lờ Ngc Trung (biờn son) Bi ging n mũn v bo v kim loi - Lờ Ngc Trung (biờn son) - Ti liu tham kho [1] Trn Xuõn Honh Nhit ủng hoỏ hc NXBKH&KT, H Ni, 2003 [2] o Lng Nhit ủng hoỏ hc NXBKH&KT, HCM, 2005 [3] E.V Kiselyova, G.S Karetnikov, I.V Kudryashov Problems and exercises in physical Chemistry; Moscow, 1987 [4] W.A SChultze; Phan Lng Cm n mũn v bo v kim loi NXB KH&KT, H Ni, 1985 [5] Nguyn Vn Tu n mũn v bo v kim loi NXB KH&KT, 2001 [6] Denny A Jones Principle and prevention of Corrosion New York, 1992 11 Tiờu chun ủỏnh giỏ sinh viờn: Cú th cng thờm t 0,5 ủim ủn 1,0 ủim cỏc bi kim tra gia k, cui k v bi (hoc tiu lun) ủi vi nhng sinh viờn ủi hc chuyờn cn, ủúng gúp xõy dng bi cỏc bui ging, bui tho lun, lm tt v ủy ủ cỏc bi v cỏc chuyờn ủ ủc giao 12 Thang ủim: - Bi (tiu lun) trng s: 0,2 - Kim tra gia hc k: trng s: 0,2 Hỡnh thc: t lun - Thi kt thỳc hc phn: trng s: 0.6 Hỡnh thc: t lun 13 Thụng tin v ủi ng ging viờn H v tờn: Lấ NGC TRUNG a ch hp th: lntrung@dut.udn.vn in thoi: 0985756923 (lntrungbk@gmail.com) NGUYN èNH LM in thoi: 0989078015 a ch hp th: nguyendl@ud.edu.vn 14 Ni dung chi tit hc phn: Phn 1: NHIT NG HểA HC Chng m ủu: NHNG KHI NIM C BN, NH NGHA - H v mụi trng bờn ngoi - Bin s trng thỏi - Phng trỡnh trng thỏi - Hm trng thỏi - Cỏc dng nng lng khỏc - Khỏi nim cõn bng v bin ủi h Chng 1: NGUYấN Lí I CA NHIT NG HC V P DNG NGUYấN Lí I VO HO HC 1.1 Phng trỡnh trng thỏi khớ 1.1.1 Cỏc trng thỏi khỏc ca cht 1.1.2 Phng trỡnh trng thỏi ca khớ lý tng 1.2 Nguyờn lý I nhit ủng hc 1.2.1 H s nhit 1.2.2 Biu thc toỏn hc ca nguyờn lý I 1.2.3 nh lut Joule 1.2.4 H s nhit v cụng thc Laplace 1.3 p dng nguyờn lý I vo hoỏ hc 1.3.1 Nhit ủng tớch v nhit ủng ỏp 1.3.2 nh lut Hess, enthalpy to thnh, enthalpy chỏy ca mt cht 1.3.3 Tớnh nhit ca cỏc quỏ trỡnh hoỏ v lý mt cỏch cú h thng 1.4 S ph thuc nhit ca phn ng vo nhit ủ; ủnh lut Kirchhoff 1.5 Tho lun 1.6 Bi Chng 2: NGUYấN Lí II CA NHIT NG HC V P DNG NGUYấN Lí II VO HO HC 2.1 Mỏy nhit v chu trỡnh Carnot ca mt khớ lý tng 2.2 Entropy v nguyờn lý II ca nhit ủng hc 2.2.1 Entropy 2.2.2 Bin thiờn entropy 2.3 Gii thớch entropy trờn c s thng kờ 2.3.1 Entropy v ủ hn ủn trng thỏi ca h 2.3.2 Trng thỏi v mụ v trng thỏi vi mụ 2.3.3 Xỏc sut nhit ủng v entropy 2.4 Tớnh bin thiờn entropy cho mt s quỏ trỡnh 2.4.1 Bin thiờn entropy quỏ trỡnh bin ủi trng thỏi ca cht nguyờn cht 2.4.2 Bin thiờn entropy ca cht nguyờn cht theo nhit ủ 2.4.3 Bin thiờn entropy gn vi dón ủng nhit ca khớ lý tng 2.4.4 Bin thiờn entropy ca quỏ trỡnh trn lón hai khớ lý tng 2.5 Nguyờn lý th III ca nhit ủng hc v entropy tuyt ủi 2.5.1 nh lut III ca nhit ủng hc 2.5.2 Tớnh giỏ tr entropy tuyt ủi 2.5.3 Tớnh bin thiờn entropy cho cỏc phn ng 2.6 Th nhit ủng v tiờu chun t din bin ca quỏ trỡnh 2.6.1 Th nhit ủng 2.6.2 Tiờu chun t din bin ca quỏ trỡnh 2.7 S ph thuc th ủng nhit, ủng ỏp vo nhit ủ v ỏp sut ủụi vi cht nguyờn cht 2.7.1 S ph thuc bin thiờn th ủng nhit, ủng ỏp vo nhit ủ 2.7.2 S ph thuc th ủng nhit, ủng ỏp vo ỏp sut 2.8 i lng mol riờng phn v th hoỏ hc 2.8.1 i lng mol riờng phn 2.8.2 Th hoỏ hc 2.8.3 Tớnh cng tớnh ca nng lng Gibbs v phng trỡnh Gibbs-Duhem I 2.8.4 Phng trỡnh Gibbs-Duhem II 2.9 ng dng nhit ủng hc cho cỏc mỏy nhit 2.9.1 ng c nhit thun nghch lng nhit 2.9.2 Mỏy lm lnh 2.9.3 Bm nhit 2.10 Tho lun 2.11 Bi Chng 3: CN BNG HO HC 3.1 i cng v cõn bng hoỏ hc 3.1.1 Khỏi nim 3.1.2 Cõn bng bn v gi bn 3.1.3 Hai loi cõn bng hoỏ hc 3.2 Hng s cõn bng v phng trỡnh ủng nhit Van'tHoff 3.3 Mi liờn h gia cỏc hng s cõn bng 3.3.1 Mi liờn h gia Kp v Kc 3.3.2 Mi liờn h gia Kp , Kn v KY 3.4 Cõn bng ủng th pha lng 3.5 Cõn bng hoỏ hc d th 3.5.1 H cha mt pha lng v mt pha rn 3.5.2 H cha mt pha khớ v mt pha rn 3.6 Cỏc yu t nh hng ủn cõn bng hoỏ hc 3.6.1 nh hng ca nhit ủ v phng trỡnh ủng ỏp Van'thoff 3.6.2 nh hng ca ỏp sut ti dch chuyn cõn bng 3.6.3 nh hng ca thnh phn ban ủu v khớ tr ti cõn bng 3.7 Cỏc phng phỏp xỏc ủnh hng s cõn bng 3.7.1 Tớnh hng s cõn bng da trờn d liu quang ph v nhit hoỏ 3.7.2 Phng phỏp nhit ủng 3.7.3 Tớnh hng s cõn bng hoỏ hc bng phng phỏp giỏn tip 3.7.4 Xỏc ủnh hng s cõn bng bng phng phỏp thc nghim 3.8 Tho lun 3.9 Bi Chng 4: CN BNG PHA V DUNG DCH 4.1 Dung dch v cỏch biu din nng ủ dung dch 4.1.1 i cng v dung dch 4.1.2 Khỏi nim v fugat v hot ủ 4.2 Dung dch lý tng v dung dch thc 4.2.1 Dung dch lý tng v ủnh lut Raoult 4.2.2 Dung dch loóng v dung dch vụ cựng loóng 4.2.3 Dung dch thc ủm ủc 4.3 Cõn bng pha v qui tc pha Gibbs 4.4 Cõn bng pha h mt cu t 4.4.1 Phng trỡnh Clapeyron 4.4.2 p dng phng trỡnh Clapeyron cho quỏ trỡnh chuyn pha v phng trỡnh Clausius-Clapeyron 4.4.3 Gin ủ pha ca nc 4.4.4 Gin ủ trng thỏi ca lu hunh 4.5 H hai cu t gm hai pha lng v rn 4.5.1 H khụng to thnh hp cht hoỏ hc 4.5.2 H to thnh hp cht hoỏ hc bn khụng phõn hu núng chy 4.5.3 H to thnh hp cht hoỏ hc khụng bn phõn hu núng chy 4.6 H ba cu t 4.6.1 Cỏc phng phỏp biu din 4.6.2 Gin ủ khụng gian h ba cu t 4.7 Cõn bng lng - lng h hai cu t 4.7.1 Gin ủ trng thỏi cõn bng lng - lng 4.7.2 Qui tc ủũn by 4.8 Cõn bng lng - hi h hai cu t 4.8.1 Hai cht lng tan ln hon ton v to thnh dung dch lý tng 4.8.2 Hai cht lng tan ln v to thnh dung dch thc 4.8.3 Gin ủ cõn bng lng hi 4.9 S chng ct 4.9.1 Chng ct hn hp hai cu t 4.9.2 Chng luyn 4.10 Nhng tớnh cht tng hp hoc kt hp ca dung dch 4.10.1 S ho tan rn v khớ lng 4.10.2 gim ỏp sut hi bóo ho ca dung mụi trờn dung dch 4.10.3 gim ủim ủụng ủc (kt tinh) v ủ tng ủim sụi ca dung dch 4.11 Cõn bng lng - hi h hai cu t hon ton tan ln 4.11.1 p sut hi trờn h lng gm hai cu t hon ton khụng tan ln 4.11.2 Chng ct theo hi nc 4.12 nh lut phõn b v ỏp dng ủnh lut vo quỏ trỡnh chit 4.12.1 nh lut phõn b 4.12.2 p dng ủnh lut phõn b v s chit 4.13 p sut thm thu 4.13.1 Hin tng thm thu v ỏp sut thm thu 4.13.2 í ngha ca ỏp sut thm thu 4.14 Tho lun 4.15 Bi Phn 2: IN HểA HC V N MềN Chng 5: C S NHIT NG CA H OXY HểA KH 5.1 Th ủin hoỏ v cõn bng trờn ranh gii pha ủin cc - dung dch 5.2 Hiu th gia hai pha 5.3 Vn dng khỏi nim v th ủin hoỏ ủ xột cõn bng ủin hoỏ trờn mt s ranh gii pha 5.4 Pin ủin: sc ủin ủng v th ủin cc 5.4.1 Pin ủin 5.4.2 Sc ủin ủng vi phng trỡnh Nernst 5.4.3 Th ủin cc vi phng trỡnh Nernst 5.4.4 Qui c quc t v du v cỏch vit s ủ ủiờn cc, pin 5.5 Cỏc loi ủin cc 5.6 Tho lun 5.7 Bi Chng 6: NG HC CC QU TRèNH IN CC 6.1 ng hc quỏ trỡnh ủin cc ủn gin khụng kốm theo hp ph vt lớ v húa hc 6.1.1 S phõn cc, nguyờn nhõn gõy nờn s phõn cc 6.1.2 Quỏ trỡnh catt v ant 6.1.3 Phng trỡnh ca ủng cong phõn cc 6.1.4 Tớnh cht ca ủng cong phõn cc 6.2 ng hc quỏ trỡnh khuych tỏn 6.2.1 c ủim ca ủng cong phõn cc 6.2.2 Tc ủ khuych tỏn 6.2.3 í ngha ca tc ủ gii hn Chng 7: N MềN IN HểA 7.1 Gii thiu 7.2 Phn ng ủin hoỏ 7.3 nh lut Faraday 7.4 Tc ủ phn ng ủin hoỏ 7.4.1 Phn ng ủin cc b khng ch bi giai ủon chuyn ủin tớch 7.4.2 Phn ng ủin cc b khng ch bi khuych tỏn 7.4.3 S phõn cc liờn hp Chng 8: Lí THUYT IN TH HN HP 8.1 C cu n mũn ủin hoỏ 8.2 Nhit ủng hoỏ hc ca quỏ trỡnh n mũn 8.3 ng hoỏ hc ca quỏ trỡnh n mũn 8.3.1 n mũn vi s kh phõn cc hydro 8.3.2 n mũn vi s kh phõn cc oxy 8.4 Lý thuyt ủin th hn hp 8.5 c trng ca n mũn ủin hoỏ 8.6 Bi Chng 9: GIN POURBAIX 9.1 Gii thiu 9.2 Gin ủ E-pH ca nc sch 250C 9.3 Gin ủ E-pH ca Me-H2O 9.4 Cụng dng ca gin ủ E-pH Chng 10: Lí THUYT TH NG HểA & PHNG PHP BO V IN HểA 10.1 Th ủng kim loi 10.2 ng hc ca quỏ trỡnh th ủng hoỏ 10.2.1 Phõn cc anod bng dũng ngoi 10.2.2 Nhỳng kim loi vo cht ủin li cú cht oxy hoỏ thớch hp 10.2.3 nh hng nng ủ cht oxy hoỏ 10.2.4 nh hng tc ủ chuyn ủng dung dch 10.3 Bo v kim loi bng phng phỏp ủin húa 10.3.1 Bo v ant 10.3.2 Bo v catt TRNG KHOA Nng, ngy 22 thỏng nm 2012 TRNG B MễN ... khớ lý tng giỏ tr ca t s ủc ký hiu bng R v R ủc gi l hng s ca khớ lý tng, ủú: p1V1 pV = =R T1 T H ủn v SI: R = 8,314 (J mol-1 K-1) hoc tớnh bng calo:R = 1,987 (cal mol-1 K-1) i vi mol khớ lý. .. ni nng ca khớ lý tng khụng phi l hm ca c nhit ủ T v th tớch V, m ch l hm ca nhit ủ T m thụi Ngha l, phng trỡnh khớ lý tng s cú dng: U = U(T) Kt qu ny m rng cho enthanpy ca khớ lý tng: H = U +... cỏc ht nhõn v cỏc electron m cú th coi l trng thỏi th t ca cht - Khớ lý t
ng: khớ lớ tng l mt mụ hỡnh cú tớnh gi thit Khớ lý tng cú nhng tớnh cht sau: + Khớ gm cỏc ht s ủng ủc lp, cỏc cht ủim,